Kapittel 1: Vann-Based Conductive Paste: En ny retning for CNT-applikasjoner
I litiumbatteriindustrien, når de fleste tenker på CNT-ledende pasta, er det første du tenker på den olje-baserte pastaen med et NMP-system. Men med økende miljøpress og økende krav til kostnadskontroll, er vann-basert CNT-ledende pasta i fokus for bransjens oppmerksomhet.
Vann-basert ledende pasta, som navnet antyder, er et flytende produkt som bruker vann som dispersjonsmedium og CNT-er som ledende fase. Den største forskjellen mellom den og tradisjonell olje-basert pasta er at løsningsmidlet er endret fra NMP til vann. Denne endringen medfører ikke bare en endring i kostnadsstruktur, men også en fullstendig rekonstruksjon av prosesslogikken.
"Vann-basert CNT-slurry er et komposittmateriale med CNT-er som hovedkomponenten. Det har utmerket elektrisk ledningsevne, mekaniske egenskaper og termiske egenskaper, og er mye brukt på mange felt som ledende tilsetningsstoffer for litiumbatterier, ledende belegg, anti-korrosjonsbelegg, termisk dissipasjon, forsterkningsbelegg, komposittmaterialer og sensormaterialer." La oss i dag snakke om denne "grønne kandidaten" - hva er fordelene, vanskelighetene, bruksmetodene, og hvem som lager vann-basert CNT-ledende pasta.
Kapittel 2: Hvorfor velge vann-basert? Tre kjernefordeler
2.1 Miljøvennlig og ikke-giftig, i tråd med grønne produksjonstrender
NMP (N-metylpyrrolidon), selv om det er et utmerket løsningsmiddel, har reproduksjonstoksisitet og er oppført som et svært bekymringsfullt stoff i EUs REACH-forordning. Med implementeringen av nye forskrifter som EUs batteriforordning, står batterimaterialer som inneholder NMP overfor strengere forskriftskontroll når de eksporteres.
Vann-basert CNT-ledende pasta bruker vann som løsningsmiddel, og løser dette problemet fundamentalt. Som demonstrert av det siste patentet fra Double Deer Battery, forlater det vann-baserte ledende superhydrofobe komposittbelegget organiske løsningsmidler, og oppnår et gjennombrudd i balansen mellom kostnader, miljøvern og ytelse.
2.2 Betydelig kostnadsfordel
Prisen på NMP svinger betydelig, mens prisen på vann er nesten ubetydelig. Selv om vann-basert pasta krever tilsetning av mer dispergeringsmiddel for å opprettholde stabiliteten, er den omfattende kostnaden fortsatt betydelig lavere enn for olje-baserte systemer.
"Å tilsette vann-basert CNT-pasta som et ledende additiv til vannbaserte-katodeslam kan redusere kostnadene betydelig, forbedre personlig sikkerhet og forbedre miljøsikkerheten."
2.3 Tilpasning til høy-beleggingsprosesser
Etter optimalisering har vann-basert pasta utmerkede reologiske egenskaper, som støtter høy-belegningsprosesser. "Shandong Tanfeng New Materials vannbaserte-ledende pasta bruker høy-renhet-enkelveggede CNT-er som ledende fase og vann som dispersjonsmedium. Den har god spredningsstabilitet og miljøvernegenskaper, og er mye brukt i litiumbatterielektrodebelegg, transparente ledende filmer og andre antistatiske feltbelegg,} høy-beleggingsprosesser."
Kapittel 3: Den største utfordringen med vann-Baserte systemer: CNT-er er "redde for vann"
Alt har to sider. Selv om vann-baserte systemer er miljøvennlige og billige, står de overfor et grunnleggende teknisk problem: CNT-er er hydrofobe.
Overflaten til CNT-er er sammensatt av karbonatomer, som naturlig viser hydrofobicitet, noe som gjør dem svært utsatt for aggregering og nedbør i vann. Den tynne og lange nanostrukturen til enkeltveggede CNT-er får rørene til å vikle seg inn i hverandre, og danner lett sammenfiltrede "garnnøster" som er vanskelige å spre.
3.1 Shandong Tanfengs gjennombrudd: Dispersjonsstabil i ett år uten sedimentering
Teamet sto direkte overfor denne felles bransjeutfordringen. Gjennom teoretisk forskning og et stort antall eksperimentelle verifikasjoner designet de et helt nytt dispersjonssystem bestående av overflateaktive stoffer, dispergeringsmidler og stabilisatorer.
Forskningsresultatene viste at forholdet mellom "kvantiteten" og "kvaliteten" til det enkeltveggede CNT-dispergeringsmidlet ikke er proporsjonalt - under det nye systemet, selv om en liten mengde organisk løsningsmiddel tilsettes den vann-baserte pastaen, vil ikke fast-væskeseparasjon forekomme, og den enkelte kan forbli i veggen i det siste året{4}. sedimentasjon.
Dette produktet utnytter i stor grad det elektriske konduktivitetspotensialet til enkeltveggede rør. Den kan brukes til å fremstille store mengder transparente ledende filmer med høy lystransmittans og lav overflatemotstand gjennom våtbeleggsprosesser, og den kan også brukes som et ledende tilsetningsstoff i felt som ny energi.
3.2 Sammensatt formulering: Synergi av CNTs + Carbon Black + Grafen
I tillegg til å optimalisere spredningssystemet, er en annen tilnærming å forbedre spredningsevnen og elektrisk ledningsevne gjennom kombinasjonen av flere ledende materialer.
"En vann-basert høy-fast-kompositt ledende væske, dens forberedelsesråmaterialer inkluderer 2 %-3 % CNT-er, 5 %-6 % kjønrøk, 1,5 %-2,5 % grafen, 1,5 %-2,0 % dispergeringsmiddel og %-0,0 % regulator %-2,5 %. balansen av avionisert vann Gjennom en prosesseringsrute som kombinerer kulefresing, perlefresing og homogenisering, ble det oppnådd en vannbasert ledende væske med høyt faststoffinnhold med høy elektrisk ledningsevne og høy fluiditet."
Fordelen med denne sammensatte formuleringen ligger i: carbon black fyller hullene mellom CNT, grafen gir et to-dimensjonalt ledende nettverk, og de tre jobber sammen for å bygge en tre-dimensjonal ledende struktur, samtidig som de forbedrer spredningsstabilitet og elektrisk ledningsevneeffektivitet.
Kapittel 4: Markedslandskap - Hvem bruker vann-basert konduktiv pasta?
Etter hvert som vann-basert pastateknologi gradvis modnes, begynner flere og flere bedrifter å gå inn på dette sporet.
Shandong Tanfeng New Material Technology Co., Ltd. er en høy-teknologisk bedrift som fokuserer på forskning og utvikling, produksjon og salg av nytt enkeltvegget CNT-pulver og dets serie med ledende pastaprodukter. Hovedproduktene inkluderer: høy-renhet enkelt-CNT-pulver, vann-basert ledende pasta og NMP-olje-basert ledende pasta. Produktene kan brukes i litiumbatterianode- og katodeledende tilsetningsstoffer, solceller, hydrogenenergibrenselceller, karbon-baserte brikker, nanoelektroniske enheter, sensorer, ledende plast, ledende polymerer, anti-statisk lateks og andre felt.
Tanfeng fokuserer på forskning, utvikling og produksjon av enkelt-vegget CNT-pulverdispersjonsteknologi og ledende pasta. Selskapet har nå lansert en serie med enkel-CNT-ledende pastaer med høy-renhet, som dekker både olje-baserte og vann-baserte systemer. Hovedkarakteristikkene deres er: justerbart solid innhold, god spredningsevne, høy kostnad-effektivitet, miljøvennlighet og ikke-toksisitet, og de har med suksess brutt det internasjonale monopolet.
Selskapets daglige leder introduserte: «Våre egen-av høye-CNT-er kan forbedre den elektriske ledningsevnen og energitettheten til litiumbatterianoder og -katoder betydelig, kan erstatte tradisjonelle ledende carbon black-tilsetningsstoffer og forbedre ytelsen til konvensjonelle ledende tilsetningsstoffer ytterligere.
Kapittel 5: Produktparametre og applikasjonsscenarier
5.1 Typiske produktparametre
Hvis vi tar ordinære produkter på markedet som et eksempel, er nøkkelparametrene for vann-basert CNT-ledende pasta som følger:
| Parameter | Typisk verdi | Beskrivelse |
|---|---|---|
| CNT-innhold | 5% | Tannkrem-som høy konsentrasjon |
| Rørdiameter | 1-2 nm | Enkelt-rør |
| Rørlengde | Mindre enn eller lik 50 μm | Høyt sideforhold |
| Holdbarhet | 180 dager | Oppbevares på et tørt sted ved romtemperatur vekk fra lys |
| Dispersjonsstabilitet | Større enn eller lik 1 år | - |
5.2 Hovedapplikasjonsfelt
Energifelt:Konduktivt litiumbatteri - kan danne et effektivt ledende nettverk, redusere batteriets interne motstand, forbedre den spesifikke kapasitetsutnyttelsen til aktive materialer, forbedre høy-strømutladningstetthet og forlenge batteriets levetid; superkondensatorelektrodematerialer.
Beleggfelt:ledende belegg (elektroniske komponenter, elektromagnetisk skjerming); anti-korrosjonsbelegg (reduserer sinkinnholdet samtidig som det forbedrer anti-korrosjonsytelsen); termisk spredningsbelegg (elektronisk utstyr, varmespredning i biler).
Felt for komposittmateriale:Tilsetningsstoffer for polymerer og gummi, forbedrer mekaniske egenskaper, elektrisk ledningsevne og termisk stabilitet, brukt i romfart, bilindustri, sportsutstyr, etc.
Sensorfelt:Gasssensorer, biosensorer, brukt til miljøovervåking, medisinsk diagnose.
Elektrotermisk film:Lang levetid, lavt forfall, lavt strømforbruk, brukes til oppvarming, tining.
Kapittel 6: Shandong Tanfengs fordeler - fra spredningsteknologi til implementering av industrialisering
Som en CNT-produsent gjenspeiles kjernefordelene våre innen vann-basert pasta i følgende aspekter:
Først, mestring av kjerneteknologien for vann-basert dispersjon.Det største hinderet for vannbasert-pasta er dispersjonsteknologi. Gjennom vårt egenutviklede dispergeringsmiddelsystem og overflatemodifikasjonsprosesser har vi løst problemet med CNT-agglomerasjon i vann. Det utmerkede dispersjonssystemet kan oppnå stabil spredning av enkelt-veggede CNTer i vann-basert pasta i ett år uten sedimentering.
For det andre, full-prosessens urenhetskontroll.Renhet er sjelen til enkelt-vegg CNT-pasta. Under produksjonsprosessen av den vannbaserte-pastaen vår, gjennomgår hver batch av produktet en streng magnetisk fjerningsbehandling for å sikre at metallurenheter kontrolleres på ppm-nivå. Dette er kjernegarantien for produktets utmerkede ytelse og stabile kvalitet.
For det tredje, full-kjedeoppsett fra pudder til lim.Vi produserer ikke bare enkelt-CNT-pulver, men behandler det også til-klare-vannbaserte-pastaprodukter. Selskapet har etablert et komplett ISO9001-kvalitetsstyringssystem og fremmer aktivt IATF16949-kvalitetssertifisering for bilindustrien, og bygger et hel-prosesskvalitetskontrollsystem fra forskning og utvikling til service.
For det fjerde, stor-produksjonskapasitetssikring.Med den raske veksten i markedsetterspørselen etter vann-basert pasta, utvider vi kontinuerlig produksjonskapasiteten vår. Flere produksjonslinjer for CNT ledende pasta er alle satt i drift. Samtidig bygger vi nye høy-enkelveggede CNT-pasta-produksjonslinjer, som oppnår samtidig forbedring av konvensjonell pasta og høy-pasta, noe som gir kundene stabil produktforsyning i batch-skala.
For tiden er våre vannbaserte-CNT-ledende pastaprodukter mye brukt i ledende litiumbatterier, ledende belegg, anti-statiske belegg og andre områder, med produktytelse som når internasjonalt avanserte nivåer. Etter hvert som miljøbestemmelsene blir strengere og kostnadspresset øker, går vann-basert CNT-ledende pasta over fra en «alternativ løsning» til et «vanlig valg». Hvis du ser etter en miljøvennlig, effektiv og stabil CNT-ledende løsning, kan du gjerne kontakte oss.